O MENSAGEIRO DAS ESTRELAS

Transcrição

1 O MENSAGEIRO DAS ESTRELAS

2 Galileo di Vincenzo Bonaiuti de Galilei Foi o primeiro dos seis filhos de Vincenzo Galilei, famoso lutiê da época, e Giulia Ammannati. Nasceu em Pisa, então parte do Ducado de Florença, Itália, em 15 de Fevereiro de Quando jovem, estudou no monastério Camaldolese de Santa Maria di Vallombrosa, onde pretendia tornar-se membro da ordem religiosa, mas retorna para Florença e passa a estudar matemática na Universidade de Pisa. Em 1589 torna-se professor de matemática nessa universidade. Em 1592 passa a lecionar matemática, mecânica e astronomia na Universidade de Pádua, situada na Republica de Veneza, onde desenvolve diversos tipos de equipamentos, entre eles um compasso para aplicações militares e uma bomba hidráulica movida por cavalos. Nesse período Galileo já se dedicava ao estudo matemático do movimento, em particular do movimento uniformemente acelerado, do pendulo simples e da queda livre. Além disso, já manifestava uma grande simpatia pelas idéias de Copérnico e o modelo heliocêntrico.

3 Os estudos sobre o movimento que Galileo efetuou, foram essenciais para o estabelecimento das bases matemáticas da Física. Entre eles destaca-se as primeiras observações sistemáticas sobre o comportamento de um pendulo (hoje conhecido como pendulo simples), indicando que o seu período de oscilação independia da massa (ou peso) do objeto. Outro destaque deve ser dado aos estudos relacionados com o plano inclinado, algo que teve diversos desdobramentos... Galileo fez também diversas outras contribuições na termometria, na hidrostática, etc, até mesmo em tópicos relacionados aos materiais.

4 Que se tenha registro, Galileo foi um dos primeiros estudiosos que investigou com detalhes o lançamento de projéteis (de forma sistemática), estabelecendo para eles uma trajetória parabólica. Isso contrariava o senso comum, ditado pelos antigos pensadores (gregos), onde teríamos uma trajetória mais ou menos triangular. Cabe observar que estamos falando de estudos sistemáticos, pois algumas observações neste sentido provavelmente já tinham sido feitas por outros estudiosos. X

5 Galileo também estabeleceu que a aceleração da gravidade seria constante, independentemente da massa (ou peso) do objeto, algo que posteriormente foi corroborado pela Lei da Gravitação Universal. Contudo, a resistência do ar era um fator que afetava o movimento. Apollo14

6 Galileo desenvolveu diversos trabalhos que vieram a constituir as bases da ciência moderna, atuando não somente como cientista mas como construtor e professor, tendo diversos alunos e seguidores, como por exemplo Torricelli.

7 Desde a antiguidade eram bem conhecidas as propriedades de corpos transparentes côncavos e convexos, tipicamente feitos de vidro, em ampliar ou diminuir a imagem de objetos. Já no século XIII ou XIV, Veneza e Florença eram os principais centros que produziam objetos de vidro com um bom controle dimensional e polimento com alto grau de qualidade. Em particular, produziam boas lentilhas de vidro ou lentes que já eram usadas para auxiliar a leitura. Baseado em descrições vagas e imprecisas do primeiro telescópio (tele = longe, skopein = para ver) inventado por Hans Lippershey na Holanda em 1608, Galileo construiu seu primeiro telescópio em 1609 com magnificação de 3x, e visão não invertida, seguido pela construção de outros com até 30x e qualidade ótica suficiente para observações astronômicas. Já em 1610 Galileo publicou um tratado sobre suas primeiras observações astronômicas, na sua maior parte efetuadas no ano anterior (1609), com o titulo Sidereus Nuncius, que conquistou o entusiasmo de J. Kepler.

8 Galileo foi o primeiro europeu a observar sistematicamente as manchas solares, distinguindo as mesma dos eventuais trânsitos de Mercúrio.

9 Ele também foi o primeiro a reportar observações relacionadas com os anéis de Saturno, algo que não conseguiu entender satisfatoriamente.

10 Galileo foi o primeiro a reportar a observação de crateras e montanhas na Lua, contrariando o censo comum que imaginava os corpos celestes como sendo perfeitos (esferas).

11 Em Janeiro de 1610 Galileo identificou quatro pequenos objetos muito próximos a Júpiter. A partir de observações sistemáticas concluiu que se tratava de corpos celestes que orbitavam em torno do planeta, descobrindo assim os quatro maiores satélites (ou luas) de Júpiter. Io Europa Ganymede Callisto Em Setembro Galileo observou também que Vênus exibia um conjunto completo de fases, tal como a Lua.

12 Tais observações reforçaram a crença de Galileo no modelo heliocêntrico de Nicolaus Copérnico. Nesse modelo todas as fases seriam visíveis uma vez que a órbita de Vênus ao redor do Sol possibilitaria que seu hemisfério iluminado fosse observado a partir da Terra. Além disso, tal observação contraria profundamente o modelo geocêntrico de Ptolomeu, que previa que somente as fases crescente e nova seriam visíveis. Esses fatos, em conjunto com a observação das Luas de Júpiter, tornaram Galileo um ferrenho defensor do modelo heliocêntrico.

13 Nos anos seguintes isso veio causar a Galileo problemas bem sérios com a Igreja Católica!!!!!

14 Devido a sua crença no modelo heliocêntrico Galileo, em 1633, foi acusado de heresia e levado a julgamento pela inquisição, sendo finalmente condenado a prisão domiciliar até o fim da vida. Ele ficou em sua casa em Arcetri, próximo a Florença, até sua morte em 8 de Janeiro de De fato, ele passou alguns anos preso em uma masmorra antes de sua prisão domiciliar. Além disso, o processo de Galileo é foco de estudo até hoje, tanto por juristas como por historiadores. Essa não foi a primeira vez que a Igreja Católica usou de seu poder para intimidar os estudiosos da época. Destaca-se aqui a intimidação de Nicolau Copérnico e a execução de Giordano Bruno. Consta que durante o julgamento, Galileo admitiu, falsamente, que estaria errado pra escapar do fim brutal que Giordano Bruno sofreu.

15 Relativo a esse período, destaca-se as cartas que trocou com sua filha, Virginia Galilei (Irmã Maria Celeste), constituindo um importante documento histórico sobre o pensamento de Galileo. Contudo, metade das conversas foram perdidas. Durante esse período Galileu redigiu seu trabalho mais importante intitulado As Duas Novas Ciências que compila seus 40 anos de trabalho enfatizando os aspectos mais fundamentais relacionados ao estudo matemático do movimento. Este livro é citado por Isaac Newton e Albert Einstein que referem-se a Galileo como O Pai da Ciência Moderna. Tal referencia se deve não somente ao fato do trabalho de Galileo consolidar os conceitos fundamentais como também a distinção que ele traça entre ciência, filosofia e religião, estabelecendo não somente uma separação como esboçando como a ciência deve ser tratada e desenvolvida. Suas obras tiveram a publicação proibida até 1718, permanecendo no index de livros proibidos até Somente em 1992, o Papa João Paulo II expressou o arrependimento da Igreja Católica em como o caso de Galileo foi tratado, pedindo publicamente desculpas. Mais recentemente o Papa Bento XVI homenageou Galileo pelo seu trabalho, mas ironicamente chamou o processo de justo!

16 As disputas entre o geocentrismo (Claudius Ptolomaeus 70 DC) e o heliocentrismo, gerou vários episódios de grande conflito, algo as vezes referenciado como a batalha pelo céu. De fato, o modelo geocêntrico é comum em diversas culturas antigas, e do ponto de vista de um observador localizado na terra, parece ser o mais razoável. Deve-se salientar que o problema nunca foi o movimento aparente das estrelas, mas sim o movimento dos planetas na esfera celeste. Foram criadas correções e mais correções, resultando em um modelo cada vez mas complexo que, passado algum tempo, não conseguia reproduzir as observações que se tornavam mais e mais precisas. Portanto, o que está errado é o modelo!

17 O heliocentrismo tem como origem uma variada gama de discussões filosóficas, em diversas culturas, ao longo do tempo. Contudo, apenas algumas delas eram realmente baseadas em observações astronômicas. Destaca-se que a ideia inicial era imaginar o Sol como centro do universo e não como a posição central de um sistema planetário (sistema solar) algo que em principio não tinha sido imaginado. De forma similar, na maioria dos casos também não era cogitado o movimento de rotação da terra. No desenvolvimento do helocentrismo, no mundo antigo e medieval, destaca-se entre os Gregos a contribuição de Aristarco de Samos (270 AC), entre os Árabes a de Abu al- Biruni (1000 DC) e entre os Hindus a de Aryabhata (500 DC). De fato, há muitas e muitas outras contribuições igualmente importantes. Cabe salientar que, com o passar do tempo, ocorreram significativos avanços tanto na matemática quanto na qualidade, quantidade e precisão das observações astronômicas. Mesmo na Europa (católica), Marciano Capela já tinha proposto um modelo heliocêntrico para Vênus e Mercúrio, lá pelos idos do ano 400, possivelmente com alguma base observacional. Este trabalho foi citado mais tarde por Copérnico em sua proposta heliocentrista.

18 Um grande destaque é dado para a teoria heliocêntrica de Nicolaus Copérnico, baseada em observações astronômicas e argumentos matemáticos, que foi publicada em seu livro, "Da revolução de esferas celestes", durante o ano de sua morte, Alguns autores apontam que em parte esse modelo heliocêntrico já havia sido estudado e defendido pelo bispo Nicole d'oresma, em torno de 1350, mas Copérnico foi mais além. O resumo dos principais pontos dessa teoria é: Os movimentos dos astros são uniformes, eternos, circulares ou uma composição de vários círculos (epiciclos). O centro do universo é perto do Sol. Perto do Sol, em ordem, estão Mercúrio, Vênus, Terra, Lua, Marte, Júpiter, Saturno, e as estrelas fixas. A Terra tem três movimentos: rotação diária, volta anual, e inclinação anual de seu eixo. O movimento retrógrado dos planetas é explicado pelo movimento da Terra. A distância da Terra ao Sol é pequena se comparada à distância às estrelas. Do ponto de vista experimental, o sistema de Copérnico não era melhor do que o de Ptolomeu. E Copérnico sabia disso, e não apresentou nenhuma prova observacional em seu manuscrito, fundamentando-se em argumentos sobre qual seria o sistema mais completo e elegante. De qualquer forma, seu livro atiçou a mente de diversos pensadores e cientistas.

19 Johannes Kepler, contemporâneo e correspondente de Galileo, baseando-se em dados precisos sobre a posição dos astros feitas por outro contemporâneo, Tycho Brahe, e nas próprias observações de Galileo, faz varias correções nas ideias originais de Copérnico. Kepler na verdade, traz um embasamento bastante rigoroso ao modelo heliocêntrico, formulando leis matemáticas e calculando orbitas e suas respectivas projeções na esfera celeste, ou seja, no céu observado a partir da terra. Resumidamente, para as Leis de Kepler, temos: O planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos focos. A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais. Os quadrados dos períodos de translação dos planetas são proporcionais aos cubos dos semi-eixos maiores de suas órbitas. Desse momento em diante, passamos a ter um modelo eficiente, capaz de reproduzir dados observacionais passados e atuais, e também fazer previsões, sem a necessidade de qualquer correção adicional. Um modelo que tem boa chance de estar certo!

20 Um mês após ao falecimento de Galileo, Isaac Newton nasce (1642). Newton revoluciona o estudo da Física, contribuindo para a elaboração do calculo diferencial e integral e enunciando as leis fundamentais do movimento, especialmente sua celebre relação de causa e efeito F=mxa. Em particular, usando agora um formalismo matemático bem mais elaborado, Newton em 1684 fixa uma relação unívoca entre as Leis de Kepler e um tipo força especifica, a Lei da Gravitação Universal. Algum tempo depois, entre 1731 e 1810, Henry Cavendish baseando-se na concepção original de John Michel, idealizou um experimento usando uma balança de torção que foi largamente empregada para a comprovação da Lei da Gravitação Universal. A diferença aqui, é que tal experimento pode ser feito em laboratório, de maneira completamente independente do movimento dos astros. Mais adiante, 1851, Jean Faulcault demonstra publicamente a existência do movimento de rotação da terra (O Pendulo de Faulcault). Dessa forma, ao longo do tempo, todas as objeções contra o heliocentrismo cairam, e cada vez mais reforçaram as convicções de Galileo.

21 Finalizando, cabe ressaltar que, muito mais que suas convicções e contribuições para desvendar a estrutura de nosso sistema solar, Galileo é considerado uma das pedras fundamentais sobre a qual a Física foi sistematicamente sendo construída através dos séculos.